Mit Cookies können wir unsere Serviceleistungen besser erbringen. Durch die Nutzung dieser Website stimmen Sie der Verwendung von Cookies zu. Personenbezogene Daten werden nicht gespeichert. Hier erfahren Sie mehr.

In Deutschland / Presse / Industriewerkzeuge / Touch-Screen muss einen „Touch“ vom Gehäuse abstehen

Touch-Screen muss einen „Touch“ vom Gehäuse abstehen

Textdownload


Bilderdownload


Kaffeemaschinen-Display sicher mit Kunststoffgehäuse verschraubt

Mit einem Microtorque-Schraubsystem montiert die Schweizer Schaerer AG die Touch-Screens ihrer Kaffee-Vollautomaten prozesssicher – und eine halbe Minute schneller als früher. Das Glas-Display muss zum Kunststoffgehäuse ein Spaltmaß von 0,3 Millimetern einhalten, sonst wären Fehlfunktionen die Folge. Eine zweistufige Schraubstrategie, die auf ein definiertes Drehmoment anzieht und dann kontrolliert um 150° löst, stellt diesen Spalt sicher.

Essen/Zuchwil (CH), Mai 2015. „Früher bestanden unsere Kaffeemaschinen überwiegend aus Metall", sagt Michele Solari, Werksleiter der Schaerer AG im schweizerischen Zuchwil bei Solothurn. „Da brauchten wir uns über die Montage nicht so viele Gedanken zu machen wie heute." Denn heute wird immer mehr Kunststoff eingesetzt. So etwa bei den Kaffee- Vollautomaten des Typs Schaerer Coffee Prime, von denen die WMF-Tochter jährlich etwa 2000 Stück fertigt: „Das Gehäuse und viele tragende Teile werden aus kohlefaserverstärktem Kunststoff gespritzt", erklärt Solari. „Wenn Sie in dieses Material hinein schrauben, können Sie nicht so einfach bis zum Anschlag gehen wie bei harten Schraubverbindungen, wenn Metall auf Metall trifft." Früher: Da konnten die Mitarbeiter mit einem gewöhnlichen Druckluft- oder auch Akkuschrauber auf das eingestellte Drehmoment anziehen – und damit war jede Verbindung in Ordnung („i. O.") und auf Dauer sicher verschraubt.

Montage von Kunststoffteilen wird durch Toleranzen erschwert

„Eine solche Drehmomentsteuerung funktioniert bei der Montage von Kunststoffteilen einfach nicht", betont der Schaerer-Manager. „Denn bei Kunststoff, egal welcher Werkstoff genau das ist, werden wir immer mit ungleich gespritzten Löchern konfrontiert. Selbst bei guter Qualität und hohen Anforderungen an die Zulieferteile sind die Toleranzen für solch vergleichsweise simplen Werkzeuge, wie wir sie früher eingesetzt haben, einfach zu hoch." Die Mitarbeiter mussten mit sehr viel Gefühl und Erfahrung verschrauben, um die Gefahr von Weißbruch, zerstörten Komponenten oder aufschmelzendem Material zu bannen. Das ist möglich, aber zeitraubend.

Pfiffige Schraubstrategie verhindert Ausfall und Kurzschluss

Besonders kritisch war die Befestigung der Scheibe des Touch-Screens (Glas mit aufgeklebter Elektronik) am Displaygehäuse (Kunststoff). „Die Scheibe darf sich nicht verziehen, sonst reagieren die Touch-Funktionen nicht richtig", führt Solari aus. „Das kann geschehen, wenn die Schrauben zu stark angezogen werden, denn dann spannt die Scheibe." Zieht man aber zu schwach an, würde der Spalt zwischen Scheibe und Gehäuse möglicherweise zu groß; das Bedienfeld könnte undicht werden. Wenn dann Kaffee hinter die Scheibe auf die Elektronik läuft, muss man kein Ingenieur sein, um sich die Folgen auszumalen.

 „Die Spalte müssen daher absolut exakt gefertigt sein. Wir haben 0,3 Millimeter vorgesehen", sagt Michele Solari. Schließlich sind die hochwertigen Automaten, die von Zuchwil aus über Partner in aller Welt an Hotels, Gaststätten, Krankenhäuser oder Büros geliefert werden, täglich im Dauereinsatz – und Qualitätsmängel, wie oben beschrieben, ein No-Go. „Anfangs haben unsere Mitarbeiter diese Spaltbreite nach Gefühl und Augenmaß gefertigt", blickt der Werksleiter zurück. „Wir haben bis zum Anschlag fixiert und dann manuell wieder gelöst, bis wir das Gefühl hatten, der Spalt stimmte." Da alle montierten Teile noch einmal auf den Prüfstand kamen, war sichergestellt, dass kein Fehlteil das Werk verließ. „Aber beim Prüfen traten eben doch zu viele Ausfälle auf, wir hatten recht häufig Nacharbeit zu leisten – das war schlicht ineffizient."

Schraubersteuerung arbeitet mit zwei Programmen

Mit steigenden Stückzahlen brauchte Schaerer eine Alternative. Gefunden hat sie Michele Solari bei Atlas Copco Tools, und zwar in Form eines Microtorque-Schraubers Typ ETD M200 ABL 400 A samt Focus-400-Steuerung. Damit werden pro Display acht Schrauben angezogen: vier, um die Scheibe mit der inneren Gehäuseschale zu verbinden, und vier weitere, um die äußere Schale zu montieren. Dazu wurden in der Steuerung zwei Programme hinterlegt: Die ersten vier Schrauben werden mit einem zweistufigen Programm angezogen, das auf 60 Ncm fixiert (= 0,6 Nm) und anschließend um 150° löst. Der Schrauber ermittelt das Drehmoment via Motorstrommessung und hat einen zusätzlichen Encoder, um den Drehwinkel zu überwachen.

 „Mit den 60 Newton-Zentimetern ergeben sich an den vier Ecken Spaltbreiten von null Millimetern und in der Mitte von etwa 0,3 Millimetern", erklärt Solari. „Durch das Lösen erreichen wir eine gleichmäßige Spaltbreite von 0,3 Millimetern." Um dem Mitarbeiter oder der Mitarbeiterin – an dem Arbeitsplatz wechseln sich mehrere Beschäftigte ab – die Führung des Werkzeugs zu erleichtern, wurde der Microtorque-Schrauber an einem Linearstativ des Typs SMS T-5 befestigt. Der zweite Parametersatz für die äußeren Schrauben ist auf ein Drehmoment von 130 Ncm mit Drehwinkelüberwachung programmiert. Der Werker braucht zwischen Innen- und Außenschale nur kurz einen Schalter zu bedienen, um auf den jeweils anderen Parametersatz umzuschalten.

Das Ergebnis fasst Michele Solari so zusammen: „Wir haben diesen Montageschritt jetzt prozesssicher im Griff – und das ohne Mehraufwand!" Pro Maschine spart Schaerer etwa 30 Sekunden Montagezeit – und vor allem auch die Nacharbeit. Selbst wenn man diese nicht einrechnet, ist die Produktivität durch den neuen Microtorque-Schrauber deutlich gestiegen. Auch die Abwicklung durch Atlas Copco lobt der Schweizer: „Der Verkäufer hat uns ein Muster gebracht, die Steuerung programmiert, einige Stunden mit den Mitarbeitern geübt und uns dann ein paar Wochen testen lassen. Kurz darauf haben wir das System schon gekauft."

Für die aktuellen Stückzahlen sei man nun gut aufgestellt. Sollte der Boom weitergehen – vor fünf Jahren zog man aus Platzgründen an den jetzigen Standort Zuchwil um, wobei inzwischen selbst die kühnsten Erwartungen übertroffen wurden – will Solari auf jeden Fall wieder ein Microtorque-System anschaffen.

Über Atlas Copco

Der Industriekonzern Atlas Copco ist mit seinen Produkten und Dienstleistungen in den Branchen Kompressoren-und Drucklufttechnik, Bau und Bergbau sowie Industriewerkzeuge und Montagesysteme weltweit führend. Mit seinen innovativen Produkten und Dienstleistungen bietet Atlas Copco Lösungen für nachhaltige Produktivität. Der 1873 gegründete Konzern hat seinen Hauptsitz in Stockholm, Schweden, und ist weltweit in über 180 Ländern vertreten. 2014 hatte Atlas Copco rund 44000 Mitarbeiter und setzte 10,3 Milliarden Euro um. www.atlascopco.com

Atlas Copco Tools gehört zum Konzernbereich Industrietechnik. Die Geschäftsbereiche Allgemeine Industrie und Fahrzeugindustrie fertigen und vertreiben handgehaltene Elektro- und Druckluftwerkzeuge, Montagesysteme, pneumatische Antriebstechnik, Hebezeuge, Software und Zubehör für die Industrie. Mit seinem Geschäftsbereich Service bietet Atlas Copco Tools ein globales Projektmanagement für multinational tätige Kunden sowie umfassende Dienstleistungen an: von der klassischen Reparatur über umfassende Wartungsverträge für die gesamte Fertigungstechnik bis hin zu Kalibrierungen aller Messmittel. www.atlascopco.de


Bild 1: Michele Solari, Werksleiter der Schaerer AG im schweizerischen Zuchwil bei Solothurn, an einem Kaffee-Vollautomaten: „Die Scheiben der Displays dürfen sich nicht verziehen, sonst reagieren die Touch-Funktionen nicht richtig“, sagt er. „Deshalb montieren wir nun mit Microtorque-Schraubern, die das vorgegebene Spaltmaß sicherstellen.“ (Bild: Atlas Copco Tools)


Bild 2: Mit dem Microtorque-Schraubers Typ ETD M200 ABL 400 A werden pro Display acht Schrauben angezogen: vier, um die Scheibe mit der inneren Gehäuseschale zu verbinden, und vier weitere, um die äußere Schale zu montieren. Dazu sind in der Steuerung zwei Programme hinterlegt. (Bild: Atlas Copco Tools)


Bild 3: Um dem Mitarbeiter die Führung des Werkzeugs zu erleichtern, wurde der Microtorque-Schrauber an einem Linearstativ des Typs SMS T-5 befestigt. (Bild: Atlas Copco Tools)


Bild 4: Die gläsernen Touch-Screens der Kaffeemaschinen müssen millimetergenau in das Displaygehäuse eingeschraubt werden. Ein Microtorque-Schrauber von Atlas Copco Tools stellt das richtige Spaltmaß sicher. (Bild: Atlas Copco Tools)


Bild 5: Der zweite Parametersatz für die äußeren Schrauben ist auf ein Drehmoment von 130 Newton-Zentimetern (Ncm) mit Drehwinkelüberwachung programmiert. Der Werker braucht zwischen Innen- und Außenschale nur kurz einen Schalter zu bedienen, um auf den jeweils anderen Parametersatz umzuschalten. (Bild: Atlas Copco Tools)


Bild 6: Schaerer sichert seinen Kunden vier Wochen Lieferzeit ab Bestellung zu – wobei in dringenden Fällen auch schon mal von heute auf morgen geliefert wird. Das Unternehmen fertigt individuell aus 10.000 Varianten, ausschließlich auf Bestellung. Ein ausgeklügeltes Kanbansystem optimiert die innerbetriebliche Logistik. (Bild: Atlas Copco Tools)